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Informações uteis para escolha e instalação e uso de carregadores AC

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ivanfm
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Registrado em: Qua Abr 18, 2018 12:41 pm

Informações uteis para escolha e instalação e uso de carregadores AC

Mensagem por ivanfm »

Os carregadores são classificados de acordo com diferentes normas (https://www.electronicdesign.com/power/ ... e-charging)

Segundo a norma americana (SAE J1772 http://web.archive.org/web/201911141716 ... ing-levels
) os carregadores são classificados em Níveis / Levels :

  • Level 1 - é a carga AC diretamente em uma tomada comum até 16A

  • Level 2 - é a carga AC via carregador ligado a uma tomada especifica ou circuito dedicado

  • Level 3 / DCFC- DC Fast Charger - é a carga rápida utilizando tensão continua)

Artigo da ENEL X sobre esses níveis de 1 a 3 : https://evcharging.enelx.com/no/news/bl ... ing-levels

Segundo a norma Internacional IEC 61851-1, que dá origem a NBR IEC 61851-1 (https://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=255680)

  • Modo 1 - é a carga AC diretamente na tomada sem equipamento especifico até 16A

  • Modo 2 - é a carga AC utilizando um equipamento especifico para recarga até 32A conectado em tomada

  • Modo 3 - é a carga AC utilizando um equipamento especifico conectado de forma permanente a rede elétrica

  • Modo 4 - é a carga em DC

Tipos de conectores : IEC 62196

Segurança :

  • A corrente máxima a ser utilizada na carga não deve ser superior a capacidade da tomada/circuito onde o carregador estiver instalado
  • Utilização de DR classe B (IEC 62423) ou DR Tipo A + sensor de fuga de corrente DC, obrigatórios pela norma IEC viewtopic.php?f=28&t=1703
  • viewtopic.php?f=8&t=1831
  • DPS

Dicas / Cuidados :

  • As baterias operam sempre em DC portanto o carregador AC do carro faz a conversão da tensão da rede elétrica para tensão DC utilizada na carga da bateria

  • Carregadores portáteis de 7kW ou 22kW podem ser uma opção com melhor custo beneficio que um wallbox fixo

  • Existem diversos padrões de conectores para carregamento, a maioria dos fabricantes que trouxeram carros para o Brasil optaram pelo Tipo 2, que é o adotado na Europa ( mais informações em viewtopic.php?f=6&t=1578 )

  • Alguns carregadores já tem o cabo para conexão com o carro e outros dependem que o proprietário do carro conecte seu próprio cabo no carregador

  • Antes de iniciar qualquer calculo é importante saber a tensão da rede elétrica na região onde será utilizado o carregador, o Brasil tem diversas tensões de acordo com a localidade ( mais informações em viewtopic.php?f=8&t=1443 )

  • Cada equipamento tem um conjunto especifico de proteções, a medida de temperatura no conector do carro permite detectar mal contato e evitar derretimento

  • A maioria dos carregadores trabalha com corrente máxima de 32A, nesse caso considerado o caso comum no Brasil de tensão 220V a potencia máxima obtida será de 220 * 32 = 7040 W = 7kW, e caso a rede elétrica tenha tensão menor vai limitar mais se a rede estiver com 213V teremos 213 * 32 = 6816W, não é uma grande diferença mas vai demorar mais na carga

  • Em diversos locais do Brasil tem sistema trifásico onde a tensão entre fase-fase é 220V, nesse caso a maioria dos carregadores trifásicos chega somente 12192W (normalmente referenciado como 11kW) utilizando as três fases e neutro, pois a tensão de cada fase é de 127 (3(fases) * 127(tensão V)* 32(corrente A) = 12192W , a especificação de 11kW vem da utilização de tensão aproximada de 115V : 3(fases) * 115(tensão V)* 32(corrente A) = 11040W) , para obter 22kW é necessário tensão de 380V (3 fases + neutro) que normalmente está disponível em instalações comerciais

  • Verificar qual a capacidade de carga do veiculo, não adianta um carregador de 22kW se o veiculo suporta no máximo 7kW

  • Um exemplo comum de limitação de carga: um carregador de 11kW, ligado em rede trifásica 220-380V, significa que ele tem tensão fase-neutro de 220V, 16A de corrente por fase, totalizando uma potencia de 10560W (pouco abaixo do limite do carregador), se for utilizado um carro que não tenha suporte para trifásico, ele utilizara somente uma fase, e portanto uma carga com potencia de 3520W (menor que uma tomada 220V/20A pois está limitado aos 16A de cada fase do carregador)

  • Muitos veículos apesar de terem suas especificações indicando carga monofásica, funcionam corretamente com fase-fase disponível no Brasil, mas alguns veículos como Renault Zoe que precisam de FASE e NEUTRO para carregar, nesse caso não é possível utilizar uma instalação fase-fase e com isso existe uma limitação de potencia máxima permitida

  • A maioria dos veículos tem limite de 240V no carregador interno, portanto não se deve utilizar uma instalação 380V fase-fase diretamente para carga monofasica/bifasica, utilizar fase-neutro que vai fornecer 220V

  • Todo circuito de carga deve ser dimensionado para 20% a mais do que a corrente máxima prevista para carga.

    • Se a carga for efetuada com corrente de 32A, é importante que todo o circuito seja dimensionado para 40A
  • Dimensionamento de Condutores

  • Mesmo com correto dimensionamento e folga existe aquecimento nos elementos :

  • apesar de alguns equipamentos terem comunicação via rede (cabo, wifi) não utilizam protocolos abertos, isso significa que você fica limitado a utilizar somente os softwares do fabricante viewtopic.php?f=28&t=75

Mais links com informações

Coloquem dicas adicionais nesse tópico para criar um guia completo




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ivanfm
Mensagens: 1210
Registrado em: Qua Abr 18, 2018 12:41 pm

Re: Informações uteis para escolha e instalação de carregadores AC

Mensagem por ivanfm »

Como calcular o tempo de carga :

  • Dividir a capacidade total da bateria (kWh) pela Multiplicação da TENSÃO (Volts) pela CORRENTE (Amperes) e no caso de um sistema trifásico(se o carregador do carro suportar) multiplicar por três, o resultado é o tempo de carga. Se o carregador do carro tiver capacidade inferior a potencia máxima do carregador deve ser considerada a potencia do carro como um limitador
Capacidade Bateria (kWh)Capacidade Carregador AC do Carro(W)Tipo de LigaçãoTensão(V)Corrente Máxima(A)Potencia Máxima(W)ContasTempo
66MONO/BI=7380Fase-Neutro11010(110 * 10) = 1100(66000 / 1100)60 horas
66MONO/BI=7380Fase-Neutro12710(127 * 10) = 1270(66000 / 1270)51.9 = 05:58 horas
66MONO/BI=7380Fase-Fase ou Fase-Neutro22010(220 * 10) = 2200(66000 / 2200)30 horas
66MONO/BI=7380Fase-Fase ou Fase-Neutro22020(220 * 20) = 4400(66000 / 4400)15 horas
66MONO/BI=7380Fase-Fase ou Fase-Neutro22032(220 * 32) = 7040(66000 / 7040)9.3 horas = 09:18 horas
66MONO/BI=7380 - limite carro 6.5kWFase-Fase ou Fase-Neutro22032(220 * 32) = 7040(66000 / 6500)10.15 horas = 10:09 horas
66MONO/BI=7380 TRI=22080trifasico Fase-Neutro127/FN 220/FF32(127 * 32 * 3) = 12192(66000 / 12192)5.413 horas = 05:25 horas
66MONO/BI=7380trifasico Fase-Neutro127/FN 220/FF32(127 * 32 * 1) = 4064(66000 / 4064)16.240 horas = 16:14 horas
66MONO/BI=7380 TRI=22080trifasico Fase-Neutro220/FN 380/FF32(220 * 32 * 3) = 21120(66000 / 21120)3.125 horas = 03:08 horas
66MONO/BI=7380 TRI=11040trifasico Fase-Neutro220/FN 380/FF16(220 * 16 * 3) = 10560(66000 / 10560)6.250 horas = 06:15 horas
66MONO/BI=7380trifasico Fase-Neutro220V/FN 380/FF16(220 * 16) = 3520(66000 / 3520)18.75 horas = 18:45 horas
  • Um exemplo real :

    • Carregador instalado em modo trifásico onde a tensão FASE-FASE é 220V e FASE-NEUTRO de 127V e a corrente máxima é de 32
      • um Renault ZOE consegue carregar em aproximadamente 12kW
      • um Chevrolet Bolt carrega em 4kW pois vai utilizar SOMENTE uma FASE.
  • É importante considerar que os valores apresentados são teóricos validos se a corrente for constante durante todo o período de carga. Mas normalmente os carros reduzem a potencia no final da carga.

  • Dependendo da temperatura das baterias e carga atual da bateria o veiculo pode limitar a corrente de carga e portanto os números podem variar.

  • Nos carregamentos com potencias maiores normalmente o carro não mantem a corrente constante, no final da carga a corrente é reduzida.

    • Nesse vídeo da UVE (logo após os 12min) tem um exemplo com água que ajuda a explicar como funciona essa redução de velocidade


    • Ver no youtube
  • Exemplo de curva de carga do JAC IEV40 do @thiagogarcia , é possível perceber que o carro reduz drasticamente a carga no final e fica quase 2 horas com potencia reduzida - Gráfico do sistema da Incharge

    carga_completa_jac_iev_40.jpeg
    carga_completa_jac_iev_40.jpeg (17.13 KiB) Exibido 2428 vezes
  • Exemplo de curva de carga do Nissan Leaf do Igor Goethel em um carregador de 7kW, é possível observar que o carro reduz a carga somente nos últimos 45 minutos - Gráfico do APP do carregador JuiceBox

    carga_completa_nissan_leaf_2.jpeg
    carga_completa_nissan_leaf_2.jpeg (38.86 KiB) Exibido 2428 vezes
  • Exemplo de final de carga Bolt EV 2020, é possível observar que ocorre a queda de forma linear nos 30 minutos finais - Gráfico do sistema da Incharge fornecido pelo Alexandre

    carga_completa_bolt_ev.jpeg
    carga_completa_bolt_ev.jpeg (38.41 KiB) Exibido 2419 vezes
  • Exemplo de final de carga Golf GTE, é possivel observar a redução nos ultimos 20minutos e que por ser um hibrido a potencia máxima do carregador interno é de 3.5kW já que a bateria não é muito grande - Gráfico do sistema da Incharge fornecido pelo Alexandre

    carga_completa_golf_gte.jpeg
    carga_completa_golf_gte.jpeg (38.83 KiB) Exibido 2419 vezes
  • Exemplo de final de carga Volvo XC60, é possível observar a redução nos ultimos 30 minutos e que por ser um hibrido a potencia máxima do carregador interno é de 3.5kW já que a bateria não é muito grande - Gráfico do sistema da Incharge fornecido pelo Alexandre

    carga_completa_xc60.jpeg
    carga_completa_xc60.jpeg (36.5 KiB) Exibido 2419 vezes

Pelos gráficos de carga acima é possível perceber que o final de carga é muito mais lento que o inicio e considerando as recomendações de não carregar totalmente o carro para aumentar a vida util da bateria, pode ser interessante deixar o carro para carregar completamente quando for necessário utilizar o máximo de bateria. Mas se estiver em uma viagem ou conjunto de grandes deslocamentos vai aproveitar melhor o seu tempo se fizer diversas cargas em vez de cargas completas.

Uma análise sobre o uso de trifásico para carregadores em casa : https://thedriven.io/2019/08/18/is-a-3- ... necessary/



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ivanfm
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Re: Informações uteis para escolha e instalação e uso de carregadores AC

Mensagem por ivanfm »

Demonstração gráfica sobre os diversos tipos de carga em um veiculo que permita a carga máxima disponível nas estações

286963e9-bbaa-4f2f-8416-26306ee5e500.jpeg
286963e9-bbaa-4f2f-8416-26306ee5e500.jpeg (85.88 KiB) Exibido 2253 vezes


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ivanfm
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Re: Informações uteis para escolha e instalação e uso de carregadores AC

Mensagem por ivanfm »

Diversas informações e referencias sobre ponto de recarga na Norma Tecnica COPEL 902210 : viewtopic.php?f=28&t=1650



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ivanfm
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Re: Informações uteis para escolha e instalação e uso de carregadores AC

Mensagem por ivanfm »

Guia PROMOB : COMO ABASTECER UM CARRO ELÉTRICO? - INSTALAÇÃO DE EQUIPAMENTOS DE RECARGA EM CASA

Anexos
guia_promobe_abastecimento_simples_v2.pdf
(393.62 KiB) Baixado 52 vezes


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ivanfm
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Re: Informações uteis para escolha e instalação e uso de carregadores AC

Mensagem por ivanfm »

Requisitos de Recarga Renault

Anexos
Charge Infrastructure Requirements for EV Renault.pdf
(256.5 KiB) Baixado 34 vezes


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